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下个世代的云端黑盒：Blackbox Mate

Pitronic 2021-09-30
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副标题开玩笑的，没啥好buy的。


Blackbox Mate（黑盒伴侣，BBM）是我们pitronic多年来深耕开源飞控算法社区的工作结晶。它是一个运行在服务器上的黑盒分析工具，可以自动对黑盒日志进行分析。包括近似阶跃响应曲线、陀螺仪信号频谱、滤波延迟、输入输出延迟等。



部署在云端

由于BBM部署在云端，所以你可以在世界上任何一个有网络的地方使用BBM。

只需要在浏览器中输入：
bbm.pitronic.top
就可以立即使用BBM！


强大的跨平台能力

iOS/Android/Windows/Linux/MacOS均可使用。只需访问BBM网址即可，无需下载，开箱即用！



为什么要开发这个工具？

开发BBM的背景主要有两点：

初始动机是，由于Plasmatree的PID-Analyzer与Brian White的PIDtoolbox都是依附于PC平台的工具，它们的分析都需要在电脑上进行，在实际使用中比较麻烦。对于我来说，我不想每次调飞机时，都背着一个五六斤的笔记本电脑。我希望可以有一种方式能让我可以轻装上阵，只使用手机就可以完成调参。

其次是，在我不断学习PA与PTB的相关算法的过程中，我发现了他们各自的不足之处：PA在某些QC环节过于依附统计学方法，而忽略了某些指标在控制理论中的实际意义；PTB则是过于偏向爱好者使用，在某些衡量指标的选择上，过于儿戏，缺乏工程背景。


主要用途

BBM用途多种多样，主要可以分为以下两种：

  • 时域分析：评估PID控制器的近似阶跃响应、输入输出延迟、滤波延迟等

  • 频域分析：分析陀螺仪信号各频率的噪声强弱、评估滤波强度是否合适等



算法有何异同？

BBM的阶跃响应算法与PA/PTB一致：维纳反卷积。


但不同之处在于频谱图。PA与PTB（早些版本）的频谱图绘制的都是FFT的结果，而BBM选择绘制信号的功率频谱密度（Power Spectral Density, PSD）。PSD广泛应用于各个工业领域，它是一种可以用于评估信号噪声的绝对指标。



使用方式

BBM的用法非常简单。

首先访问BBM网址：bbm.pitronic.top。


注册并登录，国内用户可选微信登陆。


上传bbl黑盒日志文件。

  1. 点击上传 .BBL文件按钮，选择本地log

  2. 选择log中的有效日志，并点击确认。有些log中可能会有很多条log，注意选择有效的log


等待分析完成即可。


Q&A

Q：***，这么多字？有没有视频介绍一下？
A：我制作了一个介绍视频，发布在B站上。点击底部阅读原文即可跳转。

Q：有APP吗？能下载吗？
A：将应用打包成APP并分发是一个非常耗费精力的事情。我们不仅需要对内核代码进行打包，还需要对UI代码进行打包。打包后也可能会遇到非常复杂的兼容性问题，诸如Windows7/Windows10/Windows11不兼容、各个国产手机安卓系统不兼容、MacOS系统不兼容等问题。这些环境问题非常耗费开发人员的热情与精力，会令开发人员逐步丧失开发新功能的动力。出于上述原因，我们不会将BBM打包成APP并进行分发。后续可能会引入PWA框架，以满足部分用户的本地使用需求。

Q：为什么不改进原来的工具，非要重写？
A：首先，PID-Analyzer的源代码对于我来说过于抽象，并且用到了许多并不常见的第三方包，修改起来难度不小。而我对于Matlab本身并无好感，Matlab程序写的也不够多，所以也不打算改进PIDtoolbox。除此之外，最重要的一点便是，我希望黑盒分析工具能有不错的跨平台能力，我可以在外场仅用手机即可调参。

Q：BBM免费吗？
A：BBM的目标就是成为一个免费好用的云端黑盒，我们暂时没有向普通用户收费的计划。但如若后期服务器压力增大而导致用户使用体验变差，我们可能会考虑推出一些增值业务，如一对一人工分析日志、AI自动调参等，以维持服务器开销。

Q：BBM开源了吗？如你所说，你是基于两个GPLv3项目进行的开发，根据相关要求，代码应当开源。
A：BBM的内核代码已经开源了。内核代码确实参考了PA与PTB这两个GPLv3协议下的项目，于情理来说应当开源。实际上，GPLv3对于我们的SaaS类型业务并无约束力，我们开源内核代码仅仅是出于情怀。相关的知识产权细节，我将在随后进行专门说明。而BBM的网站前端代码并未涉及任何开源项目，是由我们团队一个优秀的前端工程师自己写的，所以前端代码并未开源。

Q：如何贡献？
A：BBM项目目前处于“用爱发电”阶段，并未盈利。我们接受各种形式的贡献，包括但不限于：贡献代码，维护文档，打赏开发者，以厂家身份赞助BBM的运行等。

Q：你这和隔壁的SpeedyBee相比，有啥差别？
A：希望问出这种问题的读者能够跳脱出“闷着头就是买买买”的思维。BBM是一个具有一定公益性、科普性的实用工具，我们不会强制用户使用某些商业硬件，不会故意使用速率不行但与芯片相绑定的蓝牙协议，更不会充满恶意地去抄袭betaflight的配置程序与黑盒日志查看器。我们鼓励用户使用原生的工具链，如betaflight官方安卓配置程序，openlager外置高速黑盒等。

Q：好，但我希望能有一个网页化的黑盒日志查看器。
A：我们目前的工作重心在于黑盒日志的科学分析，暂时没有制作黑盒日志查看器的计划。你可以尝试使用dronesitter这个工具，它是一个由在美工作的中国人开发的。

Q：有些地方用起来交互体验很糟糕！
A：我们是第一次制作这样的网页应用，用户体验多有不足之处。欢迎大家在BBM在GitHub上的内核源码仓库中打开issue进行反馈，或者是在微信公众号后台留言，我们都会看的。

Q：有一条日志分析失败，怎么回事？
A：有可能是log中某些event导致解码失败。请到BBM在Github上的内核源码仓库中开一个issue，以便我们对问题进行跟踪。地址如下：

https://github.com/DusKing1/PID-Evaluator


Q：用起来遇到bug了，怎么解决？
A：同上。

图文：市民姜先生

美编：SinCerely

审核：辉光管


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